(1) 基础性研究,即对沸腾换热EHD强化的实验与理论结合研究。
到目前为止,对EHD强化换热的研究工作主要集中在观察实验现象分析实验结果上,而对于实验与理论的结合工作做得不够,甚至可以说是相互脱节。因此,今后工作重点之一就是加强实验与理论分析相互结合的研究,建立描述电场作用下沸腾换热的理论模型。由于EHD沸腾换热过程中电水动力学的复杂性,对于一给定换热表面和电极对,预测强化换热的程度需要长期探索。对于复杂换热表面,决定非均匀电场的大小是一个主要问题,汽泡脱离运动学也无法预测,所以,还需要做一些基础性研究工作,对于一给定类型换热器,确定其最优的换热表面和电极对。
(2) 实用性研究,包括以下几个方面:
a 电极几何结构的优化在给定的电压下,不同形状数量直径的电极及其布置方式都会产生不同的电场分布,从而对换热系数产生不同的影响。因此,可以通过改变电极布置方式来改变电场均匀性,诸多学者对此进行了实验研究,但并没有进行真正的优化。我们可以运用有限元方法分析需多大的力使液体脱离换面而移向电极,由此来决定最佳的电极布置方式和电极形状,获得最好的强化效果以达到优化电极的目的。
b 改善实验条件。虽然EHD强化换热实验研究比较成熟,但是由于其机理的复杂性,影响因素也很多。所以,一方面各实验条件相差很远,给实验结果分析与类比带来很多困难;另一方面,实验条件很难运用于实际工程应用中,现有的实验数据难以覆盖工程应用的不同条件。因此,今后应该加强实验条件的改善,尽量缩小与实际应用的距离。
c 不同工质的研究。一方面,为适应当前国际社会CFC替代的趋势,可以进行CFC替代物实验研究;另一方面,现在空调热泵等制冷系统中通常采用的都是非共沸混合工质,而非共沸混合工质的相变传热(沸腾传热和凝结传热)系数明显下降,所以对混合工质组分及比例的EHD强化研究在工程实际中更具意义。但是,迄今为止,虽然有些学者对混合工质进行了少量的实验探索,而所用的工质并不是真正意义上的混合制冷剂,且仅有的实验结果并未真正揭示EHD对混合工质的强化规律。
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